Titulo del libro:
Mecánica de fluidos
Edición:
Sexta
Autor:
Robert L. Mott
Contenido
CAPÍTULO 1
LA NATURALEZA DE LOS FLUIDOS Y EL ESTUDIO
DE SU MECÁNICA 1
Mapa de aprendizaje
- La mecánica de fluidos es el estudio del comportamiento de los fluidos, ya sea que estén en reposo (estática de fluidos) o en movimiento (dinámica de fluidos).
- Los fluidos pueden ser líquidos o gases.
- En el curso de estas páginas usted aprenderá a reconocer los líquidos comunes y a caracterizarlos por medio de sus propiedades físicas.
- Es importante aprender a analizar el comportamiento de los fluidos cuando fluyen a través de tuberías circulares y por conductos de otras formas
- Se considerará la energía del fluido según su velocidad, elevación y presión.
- Tomar en cuenta las pérdidas y ganancias de energía mientras el fluido pasa a través de los componentes de un sistema de flujo de fluidos, permitirá que analice el rendimiento de dicho sistema.
Conceptos introductorios:
1. En su hogar usted necesita agua para beber, cocinar, bañarse, limpiar y regar las plantas
entre otros muy diversos usos. Además, elimina los desperdicios de la casa a través de coladeras,
drenajes y excusados. En su encauzamiento, el agua de la lluvia, de la nieve que
se derrite, y del subsuelo, debe manejarse para llevarla fuera del hogar por medio de canaletas,
ductos, canales y bombas de fosas sépticas. Piense cómo llega el agua a su hogar
¿Cuál es el destino final de ella: el lecho de un río, el almacenamiento o el subsuelo? ¿Se
almacena en tanques en algún lugar antes de llegar a su casa? Observe que el sistema hidráulico
necesita una presión muy alta para que sea eficaz y para que fluya de modo confiable
a través del sistema. ¿Cómo se genera dicha presión? ¿Existen bombas en el sistema?
Describa su función y la forma en que operan? ¿Desde dónde impulsa el agua cada
bomba? ¿A qué lugares se traslada el líquido? ¿Qué cantidad de fluido se necesita en los
puntos de llegada? ¿Qué presiones se requiere? ¿Cómo se controla el flujo del agua? ¿Qué
materiales se usan para fabricar las tuberías, tubos, tanques y otros contenedores o conductos?
Conforme estudie los capítulos 6 a 13, usted aprenderá a analizar y diseñar sistemas
en los cuales el agua fluye por una tubería o un tubo. En el capítulo 14 estudiaremos los
casos del flujo en canales abiertos, como las canaletas instaladas en su hogar.
2. Describa el sistema que almacena y distribuye la gasolina hacia el motor de su automóvil.
¿Cómo se maneja el fluido para lavar el parabrisas? Describa el sistema de enfriamiento
y la naturaleza del líquido refrigerante. ¿Qué sucede cuando se aplican los frenos,
específicamente en lo relacionado con el fluido hidráulico del sistema de frenado? Los
conceptos de los capítulos 6 a 13 le ayudarán a describir y analizar esta clase de sistemas.
3. Considere el rendimiento de un sistema de manufactura automatizado que se impulsa por
medio de sistemas de potencia de fluidos como el que se muestra en la figura 1.1. Describa
las características de los fluidos, bombas, tubos, válvulas y otros componentes del
sistema. ¿Cuál es la función de este sistema? ¿Cómo lleva a cabo su función el fluido?
¿Cómo se introduce energía al sistema y cómo se disipa fuera de éste?
4. Piense en las clases de objetos que suelen flotar en los fluidos: lanchas, balsas, barcazas
y boyas, entre otros. ¿Por qué flotan? ¿En qué posición u orientación flotan? ¿Por qué
mantienen su posición y orientación? Más adelante, en el capítulo 5, describiremos los
principios de flotabilidad y estabilidad.
5. ¿Qué ejemplos se le ocurren en los que fluidos en reposo o en movimiento ejerzan fuerza
sobre un objeto? Cualquier recipiente que contenga un fluido a presión nos sirve de
ejemplo. Piense en una alberca, un cilindro hidráulico, una presa o dique de contención
de un fluido, un sistema de lavado a alta presión, una toma contra incendios, el viento durante
un tomado o huracán y el agua que fluye a través de una turbina para generar energía.
¿Qué ejemplos imagina? Estos casos se analizarán en los capítulos 4, 16 y 17.
6. Piense en las situaciones en las que es importante medir la tasa de flujo del fluido en un
sistema, o la cantidad total de fluido que se distribuye. Considere la medición de la gasolina
que ingresa a su automóvil, de modo que pague sólo lo que obtiene. La compañía que
distribuye el agua quiere saber cuánta consume usted en un mes dado. Es frecuente que
los fluidos deben ser medidos con cuidado en los procesos de producción de las fábricas.
Las medicinas líquidas y el oxígeno que se proporciona a los pacientes de un hospital deben
ser medidos en forma continua para una mayor seguridad de los consumidores. En el
capítulo 15 trataremos la medición del flujo.
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